导电银浆是一种重要的基础工业材料，通过机械混合金属粉体、粘合剂、溶剂和助剂等成分形成粘稠状浆料。它本身在液态时一般不导电，但经过固化处理后可获得优异的导电性能。因此，无论是触摸屏上纤薄的透明电极、手机中高密度集成的芯片互连连接、柔性OLED面板中的精细电路，还是高效异质结太阳能电池的表面栅线，甚至在医疗电子中，我们都能看到纳米银浆作为“导电线路”所发挥的关键作用。不过，值得注意的是，随着应用场景日益拓展和性能要求不断提高，导电银浆自身也持续朝着精细化方向发展。例如，采用不同表面形貌的纳米银粉制备的导电银浆，其最终性能和应用领域便存在显著差异。

来源：网络

银基导电浆料的导电原理

导电银浆的导电机理并非单纯依靠银粉本身的体电导率，而是取决于固化/烧结后形成的导电网络。这个导电网络的连通性、完整性和接触阻抗直接决定最终导电性。不过，导电银浆中导电通路的形成原理十分复杂，目前，广泛认可的通导机制包括：

1、渗流理论

 当导电浆料中，导电颗粒颗粒含量较高时，在浆料固化/烧结后会由于有机溶剂的分解挥发而紧密接触，形成直接的物理连接路径，电流通过金属-金属接触直接传输，效率最高。

导电通道机制烧结机理图（a）烧结前；（b）烧结后

来源：参考文献1

2、隧道效应

当导电颗粒含量较少时，若颗粒间距非常小（通常在1-10纳米左右），即使颗粒之间未有物理接触，电子也能在偏压作用下通过热振动“隧穿”中间的绝缘介质，形成电流。这种方式存在于导电网络初期或者负载较低时，电阻相对较高。

3、场致发射

在高电场下，导电粒子间会存在强电场，此时电子可以克服原子核的吸引力，从导电颗粒表面发射进入介质，从而形成导电通路，不过这种机制发挥的导电作用较不稳定。

不同形貌纳米银导电浆料的应用

根据形貌不同，常用的纳米银导电材料主要有纳米银颗粒（AgNPs）、纳米银线（AgNWs）及纳米银片（AgNFs）等。

1、银纳米颗粒（AgNPs）导电浆料

银纳米颗粒（AgNPs）粒径通常在 1~100 nm 范围内。作为零维导电材料，其较大的比表面积与较高的表面能赋予了其显著的纳米特性（如表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应）。当用作导电颗粒时，与其他形貌的银粉相比，AgNPs 在应用中得益于其优异的流动性，显著降低堆积孔隙、提高振实密度。这使得 AgNPs 在印刷电子领域极具应用价值。尤其在光伏领域，这种良好的流动性使银浆能够更有效地填充正面细栅线，形成清晰、均匀的主栅和细栅线条结构，因此被广泛用于制备光伏电池的正面银浆。然而，银纳米颗粒的接触方式为点接触，接触电阻较大，为获得良好的导电效果，基于 AgNPs 的导电材料往往需要较高的固含量来增加接触点，满足渗流阈值要求。

2、银纳米线（AgNWs）导电浆料

来源：参考文献2

纳米银线（AgNWs） 属于一维纳米材料，其在横向尺寸被限制至100纳米以内，而纵向尺寸不受限制。这种独特结构赋予了AgNWs以下核心优势：

（1）光学透明性：AgNWs极高的长径比使得其在随机交织形成的具有孔隙的网状结构后，光线可以透过网络孔隙实现透光，同时纳米级的横向尺寸远小于可见光的波长（380-780nm），光的衍射效应会变得非常显著。光波可以轻易地绕过这些细小的纳米线结构继续传播，这使得银纳米线导电浆料涂覆透明器件上是，能获得高达80%-90%的光学透明度。

（2）高效导电性：AgNWs 兼具了纳米材料与微米材料的特征，在横向尺度上表现出类似纳米银颗粒的烧结特性，同时在纵向尺度上拥有长导电通道、长程电流传输能力和较低的接触点数量，可实现优异的导线性能。

（3）优异的弯折性能：当受到弯曲、折叠或拉伸等机械应力时，单根纳米银线凭借其纳米尺度的直径和良好的金属延展性，能有效分散应力，避免脆性断裂。

这些特性使得AgNWs相较于零维和二维导电材料，更适合于要求柔性和一定透明度的应用场景，因此用其制备的导电浆料广泛应用于柔性传感器、透明加热器、柔性透明电极、光导纤维等领域。

银纳米线用于柔性加热器件以及钙钛矿太阳能电池顶部透明电极

来源：参考文献2

3、银纳米片（AgNFs）导电浆料

来源：参考文献1

片状银粉（AgNFs） 是厚度在纳米尺度（通常<100 nm），平面尺寸从几十纳米到几微米的二维纳米薄片材料。这种独特形貌也赋予其银浆显著的导电优势和应用独特性，

（1）构建低电阻网络： 片状颗粒在浆料中倾向于形成大面积的面接触和叠层结构，相较于点/线接触（如球形或线状银粉），这种更高的接触面积和更致密的导电通路有效提升了载流子传输效率，使所得银浆具有优异的导电性。

（2）高涂覆效率： 二维结构带来巨大的比表面积，使得同等用量下，片状银粉可覆盖更大的涂膜面积，这意味着能在降低银浆中银含量和涂层厚度的同时，维持良好的导电性，具有潜在的成本优势。

（3）烧结致密性与元件可靠性： 扁平状结构在烧结过程中能更有效地堆叠填充，显著提高银浆烧结膜的致密性。同时，其固有的较宽挠度范围和抗折裂伸张特性，有助于提升最终电子元件的机械可靠性和耐用性。

基于上述优势，纳米银片浆料 通常应用在触摸屏、芯片封装等领域。不过，由于片状银粉制备的银浆流动性较差，在太阳能电池中不适用于精细度要求高的正面电极的应用，但可以运用于电池片背面等对精细度要求不高的场景，有效地降低成本，同时保持电池片较低的电阻率。

小结

理解不同形貌纳米银粉的内在特性差异和对应的导电机理，是进行导电浆料设计、选型以及面向具体应用进行性能优化的基石。不过，单一形貌的银纳米材料的应用始终有所局限，随着导电浆料应用场景的复杂化，未来复合形貌（如线粒混合、线片混合）、表面改性技术、以及更精确的微观结构控制或许将是银纳米材料的重大挑战与核心机遇所在。

参考文献：

1、张逸翾.高性能银粉在低温/光伏银浆领域的应用研究[D].天津理工大学.

2、徐嘉磊.高长径比银纳米线的调控合成及其应用研究[D].电子科技大学.

3、王丹丹,沈庆绪.纳米银导电材料在柔性传感器中的应用进展[J].包装工程.

4、黄江潇,张新孟,王秀峰.微电子封装领域中纳米银的研究进展[J].电子元件与材料.

5、李照枝.高分散性微纳米银粉的可控制备工艺研究[D].电子科技大学.

6、张逸翾.高性能银粉在低温/光伏银浆领域的应用研究[D].天津理工大学.

粉体圈 corange